package org.sky.algorithm.sort;

import org.sky.algorithm.linear.MyQueue;

import java.util.Arrays;

/**
 * 基数排序
 *
 * @author fog
 * @date 2021/11/19
 */

public class RadixSort {

    public static void main(String[] args) {

        int[] arr = new int[]{23, 6, 189, 45, 9, 287, 56, 1, 798, 34, 65, 652, 5};

        System.out.println(Arrays.toString(arr));

        long startRadixSort = System.currentTimeMillis();
        radixSort(arr);
        long endRadixSort = System.currentTimeMillis();

        System.out.println("优化前基数排序耗时：" + (endRadixSort - startRadixSort));
        System.out.println(Arrays.toString(arr));

        long startRadixQueueSort = System.currentTimeMillis();
        radixQueueSort(arr);
        long endRadixQueueSort = System.currentTimeMillis();

        System.out.println("优化后基数排序耗时：" + (endRadixQueueSort - startRadixQueueSort));
        System.out.println(Arrays.toString(arr));

    }

    /**
     * 基数排序
     *
     * @param arr 数组
     */
    public static void radixSort(int[] arr) {

        // 获取数组中最大的数字
        int max = Integer.MAX_VALUE;

        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            if (arr[i] > max) {
                max = arr[i];
            }
        }

        // 计算最大数有几位数
        int maxLength = String.valueOf(max).length();

        //  用于存储临时数组数据
        int[][] temp = new int[10][arr.length];

        // 用于记录在temp中相应的数组中存放的数字的数量
        int[] counts = new int[10];

        // 根据最大数的长度决定比较次数
        for (int i = 0, n = 1; i < maxLength; i++, n *= 10) {
            // 计算每一个数字的余数
            for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
                int ys = arr[j] / n % 10;
                // 把当前遍历的数据放入指定的数组中
                temp[ys][counts[ys]] = arr[j];
                // 记录数量
                counts[ys]++;
            }
            // 记录取得元素需要放的位置
            int index = 0;
            for (int k = 0; k < counts.length; k++) {
                // 记录数量的数组中当前余数记录的数量不为0
                if (counts[k] != 0) {
                    // 循环取出
                    for (int l = 0; l < counts[k]; l++) {
                        arr[index] = temp[k][l];
                        index++;
                    }
                    // 把数量置为0
                    counts[k] = 0;
                }
            }
        }
    }

    /**
     * 使用队列优化基数排序
     *
     * @param arr 数组
     */
    public static void radixQueueSort(int[] arr) {

        // 获取数组中最大的数字
        int max = Integer.MAX_VALUE;

        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            if (arr[i] > max) {
                max = arr[i];
            }
        }

        // 计算最大数有几位数
        int maxLength = String.valueOf(max).length();

        //  用于存储临时数组数据的队列
        MyQueue[] tempQueue = new MyQueue[10];

        // 为队列数组赋值
        for (int i = 0; i < tempQueue.length; i++) {
            tempQueue[i] = new MyQueue();
        }

        // 根据最大数的长度决定比较次数
        for (int i = 0, n = 1; i < maxLength; i++, n *= 10) {
            // 计算每一个数字的余数
            for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
                int ys = arr[j] / n % 10;
                // 把当前遍历的数据放入指定的队列数组中
                tempQueue[ys].push(arr[j]);
            }
            // 记录取得元素需要放的位置
            int index = 0;
            // 把所有队列中的数字取出来
            for (int k = 0; k < tempQueue.length; k++) {
                // 循环取出元素
                while (!tempQueue[k].isEmpty()) {
                    arr[index] = tempQueue[k].poll();
                    index++;
                }
            }
        }
    }
}
